Способ определения количества незамерзшей воды и льда в горных породах
/ ()))661315
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социал исти меских
Республик
К ABTOPCNOhAV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.06.77 (21) 2494194/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл
G 01 N 25/62
Государственный квинтет
СССР нв делам изабретений и открытий
Опубликовано 05.05.79. Бюллетень №17
Дата опубликования описания 07.05.79. (53) УДК 620.171..33 (088.8) (72) Авторы изобретения
Э. Д. Ершов, Ю. П. Акимов и Э. 3. Кучуков
Московский ордена Ленина и ордена Трудового
Красного Знамени государственный университет имени M. В. Ломоносова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА
НЕЗАМЕРЗШЕЙ ВОДЫ И ЛЬДА В ГОРНЫХ ПОРОДАХ
Изобретение относится к способам определения количества незамерзшей воды и и льда в мерзлых породах и может быть использовано при проведении мерзлотных съемок, изыскательских и проектных работ в условиях вечной мерзлоты применительно к объектам гражданского и промышленного строительства.
Известен способ определения количества незамерзшей воды в исследуемом материале, основанный на изменении электрических свойств материала в зависимости от температуры и влагосодержания и заключающийся в определении этих изменений .и корреляции их с содержанием незамерзшей воды в породе при данной температуре (1) .
К недостаткам известного способа относятся сложность определения фазового состава влаги в дисперсных породах по калометрическим и электрическим характеристикам, а также значительные погрешности при определении количества льда калориметрическим способом в области высоких температур за счет резкого возрастания теплоемкос— ти льда, а в области низких температур за счет влияния температуры на теплоту фазового перехода первого рода и на теплоемкость компонентов, слагающих грунт.
Ближайшим техническим решением к изобретению является способ определения количества незамерзшей воды и льда, заключающийся в измерении суммарного влагосодержания образцов мерзлых пород весовым методом. Применение этого способа ограничивается, например, условием влагонасыщенности породы. Кроме .того, при высоких отрицательных температурах и значительных содержаниях незамерзшей воды этот способ становится недостоверным, так как в этих случаях невозможно дифференцированно определить содержание влаги и льда в мерзлых породах М.
Цель изобретения — повышение точности определения в области отрицательных температур.
Цель достигается тем, что осуществляют водонасыщение сухого образца при контакте с двумя облегающими его мерзлыми влагонасыщенными образцами той же породы при поддерживаемой заданной отрицательной температуре и после установления термодинамического равновесия регистрируют его
661315
Формула изобретения
Составитель А. Платова
Редактор Т . Орловская Техред О. Луговая Корректор М. Пожо
Заказ 2428 38 Тираж 1089 Подписное
ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 влагосодержание, соответствующее количеству незамерзшей воды и льда.
Предварительные эксперименты показали, что оптимальные площадь и высота образцов составляют 10 — 15 см и 0,5 см соответственно. Сущность способа заключается в следующем.
Приведенные в контакт образцы сухой и влагонасыщенной породы (с трехкратной повторностью для повышения достоверности) влагоизолируют от окружающей среды с помощью прозрачных полиэтиленовых кассет и помещают в холодильный шкаф или термостат, температуру в котором заранее задают равной температуре исследуемых мерзлых образцов и поддерживают постоянной в течение всего эксперимента. При контакте образцов происходит водонасыщение сухой породы за счет разности химических потенциалов влаги в ней и мерзлой породе.
Процесс водонасыщения сухого образца продолжается до установления равенства химических потенциалов незамерзшей воды и льда, что соответствует принципу динамического равновесия между льдом, незамерзшей водой и паром. Соответствующее влагосодержание сухого образца при этом равняется количеству незамерзшей воды в мерзлой породе при данной температуре. Водонасыщение определяется стабилизацией веса влагонасыщающегося образца. Продолжительность водонасыщения сухого образца колеблется от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от температуры и дисперсности пород. После насыщения сумой породы определяют ее влагосодержание.
Содержание льда в породе определяют по разности между установленными до опыта суммарным влагосодержанием и количеством незамерзшей воды исследуемой породы.
Суммарную влажность определяют весовым методбм как отношение разности весов образцов до и после высушивания при 105 C (до достижения постоянного веса) к весу сухой породы.
Данный способ является прямым, что существенно упрощает определение количества незамерзшей воды и льда, повышает температурный диапазон и точность определения искомых величин, которая составляет (при взвешивании с точностью 10 г)
0,3%.
Способ определения количества незамерзшей воды и льда в горных йородах, заключающийся в измерении суммарного влаго-. содержания образцов мерзлых пород весовым методом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения в об20 ласти отрицательных температур, осуществляют водонасыщение сухого образца при контакте с двумя облегающими мерзлыми влагонасыщенными образцами той же породы при поддерживаемой заданной отрицатель25 ной температуре и после установления термодинамического равновесия регистрируют его влагосодержание, соответствующее количеству незамерзшей воды и льда.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 197233, кл. G 01 N 25/02, 1966.
2. Авторское свидетельство СССР
Зз № 532044, кл. G 01 N 25/62, 1974.
